Gravimeetrilise Anomaalvälja Uuringud Tartu- Ja Võrumaal
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
EESTI MAAÜLIKOOL Metsandus- ja maaehitusinstituut Geomaatika osakond Anna-Liisa Pehlak GRAVIMEETRILISE ANOMAALVÄLJA UURINGUD TARTU- JA VÕRUMAAL Magistritöö geodeesia erialal Juhendaja dotsent Harli Jürgenson Tartu 2014 Lõputöö koostasin iseseisvalt. Kõigile töös kasutatud teiste autorite töödele ja andmeallikatele on viidatud. Kinnitan, et annan oma intellektuaalomandi varalised õigused lõputöö tulemuste suhtes üle Eesti Maaülikoolile. ………………………………………… kuupäev /nimi / allkiri / Tunnistan lõputöö kaitsmisvalmiks. Juhendaja: ………………………………………… kuupäev /nimi / allkiri / Eesti Maaülikool Kreutzwaldi 1, Tartu 51014 Magistritöö lühikokkuvõte Autor: Anna-Liisa Pehlak Õppekava: geodeesia Pealkiri: Gravimeetrilise anomaalvälja uuringud Tartu- ja Võrumaal Lk.: 129 Jooniseid: 55 Tabeleid: 14 Lisasid: 9 Osakond: geomaatika Uurimisvaldkond: gravimeetria Juhendaja(d): Harli Jürgenson Kaitsmiskoht ja aasta: Tartu, 2014 Gravimeetrilisi andmeid on Eestis kogutud mitmeid aastakümneid. Mõõtmised tehakse eeskätt suhteliste mõõtmistega, sest absoluutgravimeetrid on kallid ja neid on raske teisaldada. Varasemalt on raskuskiirenduse mõõtmistega ja andmete kogumisega Eestis tegelenud Voldemar Maasik 1949-1958.a., Eesti Geoloogiakeskus 1967-2007.a., Maa- amet, Tallinna Tehnikaülikool ja Eesti Maaülikool. Antud töö eesmärgiks oli läbi viia gravimeetrilised mõõtmised Tartu- ja Võrumaa piirkondades, kus senine andmehulk ja täpsus polnud piisav ning leida gravimeetriline anomaalväli ja võrrelda seda varasemate mõõtmistega. Töö käigus mõõdeti Tartumaa mõõtmispiirkonnas 43 ja Võrumaal 158 uut gravimeetrilist punkti. Mõõdetud punktidele määrati asukohad ja kõrgused GNSS seadmega. Saadud andmed töödeldi ja tasandati kõigepealt tarkavarapaketi GRAVSOFT programmidega GRREDU ja GRADJ ning seejärel GRAVS2 programmidega GRREDU2 ja GRADJ2. Pärast andmetöötlust arvutati gravimeetrilistele punktidele Bouguer’i anomaaliad, mille põhjal loodi pinnamudelid ja anomaaliakaardid. Mõõtmispiirkondades saadud punktide anomaaliaid võrreldi V. Maasiku punktide anomaaliatega. Võrumaal mõõdetud punktide anomaaliaid võrreldi ka K. Türk’i 2009-2010. aastal tehtud mõõtmistega. Käesolev töö mõõtmised teostati kahes piirkonnas. Esimene piirkond asub Tartumaal, kus jätkatakse eelmise aasta magistrandi Pilleriin Laarsi poolt tehtud tööd laiendades mõõtmisala põhja poole. Teine mõõtmispiirkond on Võrumaal Läti piiri lähistel, kus tihendati V. Maasiku ja varem Eesti Maaülikooli poolt tehtud mõõtmisi. Töö tulemusena saadi gravimeetrilise väärtusega punktid, mis Tartumaal katavad varasemalt V. Maasiku mõõdetud punkte. Võrumaal tihendavad saadud punktid K. Türk’i poolt mõõdetud punkte, alasid kus polnud varasemalt üldse mõõtmisi tehtud ning täpsustavad V. Maasiku mõõtmisandmeid. Töös saadud tulemusi kasutatakse Eesti ja Põhjamaade geoidimudeli täpsustamiseks. Märksõnad: gravimeetriline mõõtmine, gravimeetriliste andmete töötlemine Estonian University of Life Sciences Kreutzwaldi 1, Tartu 51014 Abstract of Master Thesis Author: Anna-Liisa Pehlak Specialty: geodesy Title: Research on the Gravimetric Anomaly Field in Tartu and Võru Counties 129 pages 55 figures 14 tables 9 appendixes Department: geomatics Field of research: gravimetry Supervisor(s): Harli Jürgenson Place and date: Tartu, 2014 The gravimetric data have been collected for several decades in Estonia. The measurements are made mainly by relative gravity surveys because absolute gravimeters are expensive and difficult to move. Previous gravity measurements and data collection in Estonia has been taken by Voldemar Maasik from 1949 to 1958, by Geological Survey of Estonia from 1967 to 2007, also by Estonian Land Board, Tallinn University of Technology and Estonian University of Life Sciences. The aim of this research has been to carry out gravimetrical surveys in two regions in the Tartu and Võru counties, where current data set and its accuracy were not sufficient, finding firstly the gravimetric anomaly fields and then comparing the results with previous measurements. Forty three (43) points were measured in Tartu county and one hundred and fifty eight (158) in Võru county during the data collection process using GNSS for the determination of locations and heights. Data processing and smoothing was done by using firstly GRAVSOFT software package programs GRREDU and GRADJ and then GRAVS2 programs GRREDU2 and GRADJ2. After data processing Bouguer anomalies were calculated for each data point creating on the basis of this the surface models, and anomaly maps. Gravity anomalies obtained from measured points were compared with the anomalies of V. Maasik points. Anomalies in the Võru county were also compared with the points measured by Türk from 2009 to 2010. Measurements done for the purposes of this work were held in two research areas. The first area is located in Tartu county; measurements there are continuing the work of last year postgraduate Pilleriin Laars expanding the measuring area into North. Second area is located in Võru county near the border of Latvia, where points measured previously by V. Maasik and K. Türk were intensified. Results of the work were gravimetric value points what in Tartu county are covering the previously measured points by V. Maasik. In Võru county new points intensify K. Türk’s previous points in areas where no measurements have been taken before. The new data specifies V. Maasik’s data. These results will be used for refining the geoid model of Estonian and Nordic Countries. Keywords: gravimetric measurement, gravimetric data processing Sisukord Sissejuhatus ....................................................................................................................... 7 1. Mõõtmismeetod ja kasutatud seadmed ................................................................... 10 1.1 Varasem uuring ................................................................................................ 10 1.2 Gravimeetriline võrk Eestis .............................................................................. 11 1.3 Mõõtmistel kasutatud instrumendid ................................................................. 12 1.3.1 Gravimeeter ............................................................................................... 12 1.3.2 GNSS seade ............................................................................................... 14 1.4 Mõõtmistel kasutatud seadmete kontrollimine ................................................. 15 1.4.1 Gravimeetri kontrollimine 2011. aastal..................................................... 15 1.4.2 Gravimeetri kontrollimine 2014. aastal..................................................... 15 1.4.3 GNSS seadme kontrollmõõtmine .............................................................. 17 1.5 Gravimeetrilise mõõdistamise meetod ............................................................. 17 1.5.1 Rahvusvaheline ülevaade .......................................................................... 17 1.5.2 Raskuskiirenduse mõõdistusmetoodika .................................................... 18 1.5.3 GNSS mõõdistusmetoodika ...................................................................... 19 2. Gravimeetriliste mõõdistuste planeerimine ja välimõõtmine ................................. 20 2.1 Mõõtmiste planeerimine ................................................................................... 20 2.2 Gravimeetrilised lähtepunktid .......................................................................... 22 2.3 Välimõõtmine Tartumaal ................................................................................. 24 2.4 Välimõõtmine Võrumaal .................................................................................. 25 2.4.1 Esimene mõõdistuspäev 08. juuli 2013 ..................................................... 25 2.4.2 Teine mõõdistuspäev 09. juuli 2013 ......................................................... 26 2.4.3 Kolmas mõõdistuspäev 10. juuli 2013 ...................................................... 27 2.4.4 Neljas mõõdistuspäev 11. juuli 2013 ........................................................ 28 2.4.5 Viies mõõdistuspäev 15. juuli 2013 .......................................................... 28 2.4.6 Kuues mõõdistuspäev 16. juuli 2013 ........................................................ 29 2.4.7 Seitsmes mõõdistuspäev 18. juuli 2013 .................................................... 30 2.4.8 Kaheksas mõõdistuspäev 24. juuli 2013 ................................................... 31 2.4.9 Üheksas mõõdistuspäev 08. august 2013 .................................................. 33 2.4.10 Kümnes mõõdistuspäev 10. august 2013 .................................................. 34 2.4.11 Üheteistkümnes mõõdistuspäev 12. august 2013 ..................................... 34 2.4.12 Kaheteistkümnes mõõdistuspäev 13. august 2013 .................................... 35 2.4.13 Kolmeteistkümnes mõõdistuspäev 18. august 2013 ................................. 36 2.5 Mõõdistuste kokkuvõtte ................................................................................... 37 2.5.1 Tartumaal tehtud mõõtmised..................................................................... 37 2.5.2 Võrumaal tehtud mõõtmised ..................................................................... 38 3. Gravimeetriliste andmete töötlemine ja tasandamine ............................................. 41 3.1 Gravimeetriliste mõõtmiste tasandus programmidega GRREDU ja GRADJ .. 41 3.2 Gravimeetriliste mõõtmiste tasandus programmidega GRREDU2